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hello-algo/zh-hant/codes/kotlin/chapter_tree/array_binary_tree.kt

127 lines
3.2 KiB

/**
* File: array_binary_tree.kt
* Created Time: 2024-01-25
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
*/
package chapter_tree
import utils.TreeNode
import utils.printTree
/* 陣列表示下的二元樹類別 */
class ArrayBinaryTree(private val tree: MutableList<Int?>) {
/* 串列容量 */
fun size(): Int {
return tree.size
}
/* 獲取索引為 i 節點的值 */
fun _val(i: Int): Int? {
// 若索引越界,則返回 null ,代表空位
if (i < 0 || i >= size()) return null
return tree[i]
}
/* 獲取索引為 i 節點的左子節點的索引 */
fun left(i: Int): Int {
return 2 * i + 1
}
/* 獲取索引為 i 節點的右子節點的索引 */
fun right(i: Int): Int {
return 2 * i + 2
}
/* 獲取索引為 i 節點的父節點的索引 */
fun parent(i: Int): Int {
return (i - 1) / 2
}
/* 層序走訪 */
fun levelOrder(): MutableList<Int?> {
val res = mutableListOf<Int?>()
// 直接走訪陣列
for (i in 0..<size()) {
if (_val(i) != null)
res.add(_val(i))
}
return res
}
/* 深度優先走訪 */
fun dfs(i: Int, order: String, res: MutableList<Int?>) {
// 若為空位,則返回
if (_val(i) == null)
return
// 前序走訪
if ("pre" == order)
res.add(_val(i))
dfs(left(i), order, res)
// 中序走訪
if ("in" == order)
res.add(_val(i))
dfs(right(i), order, res)
// 後序走訪
if ("post" == order)
res.add(_val(i))
}
/* 前序走訪 */
fun preOrder(): MutableList<Int?> {
val res = mutableListOf<Int?>()
dfs(0, "pre", res)
return res
}
/* 中序走訪 */
fun inOrder(): MutableList<Int?> {
val res = mutableListOf<Int?>()
dfs(0, "in", res)
return res
}
/* 後序走訪 */
fun postOrder(): MutableList<Int?> {
val res = mutableListOf<Int?>()
dfs(0, "post", res)
return res
}
}
/* Driver Code */
fun main() {
// 初始化二元樹
// 這裡藉助了一個從串列直接生成二元樹的函式
val arr = mutableListOf(1, 2, 3, 4, null, 6, 7, 8, 9, null, null, 12, null, null, 15)
val root = TreeNode.listToTree(arr)
println("\n初始化二元樹\n")
println("二元樹的陣列表示:")
println(arr)
println("二元樹的鏈結串列表示:")
printTree(root)
// 陣列表示下的二元樹類別
val abt = ArrayBinaryTree(arr)
// 訪問節點
val i = 1
val l = abt.left(i)
val r = abt.right(i)
val p = abt.parent(i)
println("當前節點的索引為 $i ,值為 ${abt._val(i)}")
println("其左子節點的索引為 $l ,值為 ${abt._val(l)}")
println("其右子節點的索引為 $r ,值為 ${abt._val(r)}")
println("其父節點的索引為 $p ,值為 ${abt._val(p)}")
// 走訪樹
var res = abt.levelOrder()
println("\n層序走訪為:$res")
res = abt.preOrder()
println("前序走訪為:$res")
res = abt.inOrder()
println("中序走訪為:$res")
res = abt.postOrder()
println("後序走訪為:$res")
}